马平：作为前工程师，我认为深圳滑坡事故是这么回事
深圳滑坡救援还在继续，有关事故原因的调查也已经开始。作为前工程师，遇到这种和专业相关的事情总忍不住要分析下，至于有没有道理，还请列位掌眼。
2002年我从同济土木工程学院毕业，到苏州交通设计院报到。后勤科一时未腾出宿舍，安排我暂住在专家接待处。我因此和外聘的专家同用一套三室一厅，算是个小小的优待。
那位老工程师的姓名我已经忘了，只记得是50年代兰州铁道学院毕业，苏联教授训练的土建干部，在铁道部设计院干到退休，走遍了中国一半以上的县区。他平时除了抽烟没啥爱好，但很喜欢谈论专业问题当消遣，算是个“脱离低级趣味”的技术精英。我到单位报道的第二天就被前辈考较了一番：
“你说说，土建方面咱们最不了解的东西是什么？”
我诚惶诚恐地回忆了一会儿，想想需要日本专家支持才敢修的大跨度钢索斜拉桥（当时），想想考分一塌糊涂的钢结构课，想想如听天书的计算结构力学。壮着胆回答：
“是高强度钢材？”
前辈失望地摇摇头：
“钢材这么可控的材料，都是工厂制成的，怎么能说不了解呢？你们当学生的觉得钢结构难做，但这才说明咱们对它研究的透啊！否则怎么敢拿它做那么复杂的结构？”
我似乎开悟了：
“按这个推论，结构最简单的材料才是我们最不了解的东西？那就是……”
前辈喷了一个烟圈，笑容里露出了“孺子可教”的意思：
“对了，就是土……你小子还算对得起你的学校。”
现在，我离开土木工程行业眼看要十年了，许多技术细节都忘了个干净，但老专家的一番教诲至今记忆犹新。上周看到深圳这个中国技术最发达的准一线城市出现大滑坡，我立刻想起了当年烟圈后面诡异的笑容。
言归正传，老专家的话通俗来讲，就是土并非可以精确预测的材料。大体积的土既不是有稳定形状的固体，也不是四处流动的液体。世上有矗立几十米，在攻城武器反复破坏下不倒的夯土城墙，有可以挖大跨度窑洞的黄土坡；也有咆哮奔腾的泥石流和暗藏杀机的流沙。在两个极端之间，就是我们日常见到的土——但我们很难确定眼前的土处于什么状态，也不知道它会变到什么状态，甚至不知道土的这一部分和另一部分是不是处于同一状态。
这就给土木工程出了难题。因为土壤无所不在，就算没有丘陵山地，建筑也必须把地基扎入土层。在土力学研究者眼中，我们根本不是住在坚实的地面上，而是住在一块大果冻的表面。如果我们无视土的变形和移动，整个城市必然会一场大雨后变成废墟；如果我们不利用土的稳定性，把所有地基都打到基岩，把身边所有的土丘都挖平，建筑成本恐怕会上升到今天的十倍不止。总之，在住不起房子和住不稳房子之间，我们必须取一个妥协的平衡点。
最理想的解决方案当然是精心测算各处土的性质，然后为不同稳定性的土配上不同的安全措施。但是——正如老工程师毕生经验的总结——我们对土的性质知之甚少，千万别以为我们有一套精确的理论去应付不同的土方。迄今为止，绝大多数常用土力学公式的基础还是经验。不仅学生会困惑，就连专业的大学教授也会为此纠结：
所以，一般情况下，工程师的目标并不是搞清楚“这个山坡下发生了什么”，而是根据各种经验，找出一堆土最可能出现变形的地方，然后对最危险的破坏面进行处理，至少也要积极监测这个破坏面。一旦出现问题，能补救则补救，不能的话……提醒大家赶紧逃吧。
具体到深圳滑坡事件，我不想多介绍那些当年就不甚理解的经验公式。但我可以尽量通俗简陋地说一下原因：
通常，在足够大的土体中，土壤的受拉能力意义不大，就是土壤彼此“粘”在一起的形态并不稳定，同时我们认定剪切破坏是最主要的破坏形式，土壤承受剪切力的能力决定了土壤的稳定性。所谓剪切力，就是让物体“错位”的力量。在一个平面上，上面的部分被向左推，下面的静止或者相对向右，这就产生了剪切力。
比如说在上面的图中，两个机械零件有分别向左右运动的趋势，中间的铆钉把他们穿在一起，就要承受两个零件传来的剪切力。我们把两个零件想象成土层，就能理解土壤中间存在的剪切力。土壤承受最大剪切力，最薄弱的面，往往就是最危险破坏面。一般来说，土坡的滑动面接近弧形，即“最危险滑动弧”。找到这个弧面，我们就能估算土坡的危险程度。
上面这个图是我在网上随便搜的，但比较形象，下面的说法更抽象，更准确一些：
总之，对于大多数土坡，我们要做的就是找到这样一个弧面，估算这个弧面什么时候承受不了剪切力出现滑动。注意，在出现滑动的时候，土壤总体上还保持着固体形态，含水量远不足以变成泥石流。只是在危险弧面上无法再承受剪切力，弧面上的粘土从牢固的双面胶变成了滑润的轨道，导致弧面上方的土体出现整体旋转，在弧面的最低点把成千上万吨的半固体土壤“滑”出去。这就是滑坡中**“滑”字的来源。**
再简化一点，我们可以把坡上的土体想象成一摞套起来的瓷碗。
本来碗之间的摩擦力足以保证最上面的碗保持倾斜状态，即土体保持静止。但如果我们不断地在碗里加米，同时在碗的下面倒油，最终重力引发的剪切力越来越大，摩擦力越来越小（因为倒油），碗是一定会倾倒的，这就是深圳的滑坡。
上图的右图俯瞰了这个危险弧面，原本在弧面里的土壤被推到了图片的上方，用超越洪水的力量推倒楼房，再把楼房覆盖在土层下面。
卫星图再放大，可以清晰地看到这个“碗”。
那么，具体到深圳这个滑坡事件，是谁造了“碗”，谁向“碗”里加“米”，谁又在碗底倒“油”呢？已经有人用十年来的卫星图片说明了事实：
卫星图片说明，这里曾经是坚实的岩石山体，被采石场挖出了一个“碗”。然后采石场撤退，这里成为抛弃渣土的填埋场。随着渣土的增加，这个“碗”逐步从轻薄的塑料碗变成了瓷碗，再变成铁碗。等到山谷被填平，抛弃渣土的生意并没有停止。重载汽车不断地通过盘山公路把更多的“米”——渣土——运到山顶，丢在已经装满的“碗”里。为下方的工业区制造了隐患。
但如果只有干燥的渣土，“碗”不会轻易滑动。必须在碗下面倒油，减小摩擦力才能最终让隐患变成灾难。我们在卫星图里可以看到，在没有填土的时候，废弃的采石场已经因为雨水形成了池塘。这意味着岩石山体非常致密，不存在让水下渗的通道。等到渣土被连续抛入碗口，雨水也不会消失。渣土表面没有植被，松散的渣土让雨水下渗，积蓄在渣土的下方，岩石层的顶部。原采石场的底部因此出现了是一层流动性非常好的泥水混合物，类似于抹在“碗”底的“油”。
图片中央的滑坡面貌似干燥，实际上底部的含水率非常高。
让我们回顾一下前面的结论——土壤承受剪切力的能力决定了土壤的稳定性。不用专业的知识，我们也知道液体不能承受任何剪切力。这意味着“碗”的底部是明显的危险滑动面。随着渣土和雨水的增加，坡顶的泥土重量提供了足够的剪切力，让整个“碗”沿着采石场的工作面滑动起来，把几千万吨泥土抛向城区。这就是灾难的发生过程。
那么，问题出在哪里呢？
一般来说，规划和建设部门会分别对建设区附近的地质条件进行勘探，分析地质灾害的可能性。对于可能出现滑坡的地段，应该进行治理。比如说像前面的铆钉那样，在滑动面上打入锚栓，增加土体的抗滑能力；或是积极排水，增加“碗底”的摩擦力，从而避免滑坡。如果滑坡面大到无法治理，地质和建设部门有义务在坡顶设立监视点，随时测算地面变形。一般来说，在出现较大滑坡之前，危险滑动面附近会出现明显的“蠕变”，地面海拔会有明显变动。这个时候就该发出地质警报，通知人员物资撤离，也不会导致严重的后果。
土工锚栓穿越危险滑动面，和上图机械零件中间的铆钉同样承受剪力，避免滑动。
三峡库区的监测点
但对于下面的城区来说，坡上的山体本来是坚实的岩石，就算有了采石场，也不过是多了几个小水塘，本来不存在什么地质隐患。这个渣土场是十年内出现的人造地质条件，完全超出了地质勘探的范围。所以，通常的治理-监测程序未能发挥作用。
这样看来，核心责任方是渣土场的审批-建设部门。他们在一个有开口的谷地建立渣土场，低估了地质灾害的隐患，为了经济利益无限地接受渣土，最终导致了灾害的发生。惨痛的损失足以为所有城市提供教训。
客观地说，如果按照“常理”来判断这个渣土场的危险性，普通人多半也会低估滑坡的灾难性后果。因为在日常生活中，我们接触的土堆最多是一两米高，土量不超过几吨。在这个尺寸上，一方面泥土的粘性会明显起作用，另一方面整个土堆的含水率是差不多的，不存在上面干燥底层积水的严重区别。所以，一般人会觉得看起来干燥的土堆很安全，可以无限制地沿着一个斜坡堆积。只在土堆快要变成泥石流的时候才会意识到危险。
然而，科学并不在乎什么“常理”。在几十米、几百米的尺寸上，土壤的粘性并不能保证安全，一个危险滑动面的含水率提高，就能造成惊人的地质变动。几十厘米的土层滑动最多是让人摔跤，几米深的“土浪”就能造成每平方米上百吨的巨大压力，击垮一切人类建筑。这就是土木工程师的存在意义了——我们不能保证100%的安全，但一定可以根据经验降低事故的发生率，最不济也能提供预警时间。
在科学和“常理”面前，工程的实施者选择相信哪一边呢？
按照逻辑来说应该相信科学，但实际上，大多数人的决定都是“选择让我发财的那一边”。我过去有个做边坡工程设计的同学说过一个段子：
世界上最关心天气预报的人不是卖伞的，而是沿海地区做边坡的小包工头。因为他们做的是埋在土里的工程，偷工减料是常事，是发财的重要方式。一般来说，岩土工程的设计强度留有很大的安全余量，所以在90%的情况下，违规操作的小包工头都能安全地熬到边坡工程结束。等到基坑回填，工程进入地上部分就装着钞票回家。但沿海地区难免会有台风和随之而来的暴雨，明显增加基坑的含水率，也就是减少危险滑动面上的抗剪能力。所以，一听到台风袭来的消息，许多小包工头就带着细软跑到外地，如果出事就再不回来……
经济利益能让人藐视一切风险，在利润面前，工程师的“乌鸦嘴”总是会讨人嫌。这次深圳滑坡事件，初步的新闻调查已经开始把一些东西挖出了水面：
据深圳特区报报道，光明新区安监部门相关负责人称，事发原因初步断定是临时余泥渣土受纳场违规作业，受纳泥浆漫溢，冲出山体，冲进靠近山体的恒泰裕工业园。
事实上，在政府部门规划建设的受纳场之外，原特区外地区时不时地会冒出一些小规模的“地下”受纳场。在公明，规划建设中的公明水库库区曾经是泥头车倾倒渣土的好去处，不仅有来自深圳市内的渣土在这里倾倒，连东莞一些泥头车也“慕名而来”。
类似情况在龙华、龙岗、坪山等地并不鲜见，这些原特区外地区仍有有大片未建成区，一些社区私设受纳场，收费接纳淤泥渣土。为掩人耳目，**这些受纳场往往在夜里进行倾倒，一夜之间能倾倒一两百车次，一车根据所载土方数量收费300元左右。**这些受纳场尽管很多都是夜里才收纳渣土，但往往动作迅速，有的甚至几个月内就填满封场。
光明新区相对地广人稀，成为泥头车乱倒余泥渣土的重灾区。2012年、2013年泥头车乱倒现象猖獗时期，光明新区不少偏僻道路的路边甚至路面，时不时就可看到乱倒的土堆或建筑垃圾。
为了保护国土资源，2013年6月，光明新区成立了国有土地监管中心，划片包干，由专人进行日常巡查，蹲点驻守。**但在利益面前，仍有人在打着擦边球“消化”余泥渣土。在公明某社区，一处基本农田改造项目每天泥头车奔忙不停，入口处凭票入场，据泥头车司机介绍，票据都是老板事先向场地方购买的。场地承包方则声称他们承包的是基本农田的泥土改良项目，需要接纳这些“优质土壤”。**但是近一年的时间过去了，“泥土改良”仍在进行，基本农田改造过程中建设的部分排水沟等设施，已经又被填埋在泥土里。
受纳场的选择有较高的环保要求，并不是随便选择一处低洼地就能受纳余泥渣土。余泥渣土的填埋会降低填埋地域的土壤质量，污染地表水、地下水。从直观的角度看，它会侵占绿地，恶化城市卫生环境，**处理不当甚至存在滑坡、泥石流等安全隐患。**有些私设的受纳场甚至侵占了国有土地，这些地块被堆倒渣土后，再次开发建设时，无疑将增加大量的成本。
作为一个纯粹的旁观者和半吊子工程师，我对事情的分析只能说这么多了。要想知道进一步的真相，只能等更多的证据和勘察报告。
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